[發明專利]具有自修復能力的自潤滑陶瓷刀具及其制備方法、修復方法與應用

在審

• 申請號: 202010429650.3
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111574209A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 陳照強;季良剛;許崇海;肖光春;衣明東;張靜婕
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: C04B35/117
• 分類號: C04B35/117;C04B35/622;C04B35/628;C04B41/80
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

1.一種具有自修復能力的自潤滑陶瓷刀具，其特征在于，按體積百分數計，包括如下組分：α-Al₂O₃ 55-64％，TiC 22-28％，TiB₂ 5-10％，h-BN@Al₂O₃ 5-10％，MgO 0.5％；所述h-BN@Al₂O₃是Al₂O₃包覆在片狀納米h-BN上形成的核殼結構。

2.一種具有自修復能力的自潤滑陶瓷刀具，其特征在于，按體積百分數計，所述陶瓷刀具包括如下組分：α-Al₂O₃ 56.65-62.65，TiC 23.85-26.85％，TiB₂5-10％，h-BN@Al₂O₃ 5-10％，MgO 0.5％。

3.根據權利要求1或2所述的具有自修復能力的自潤滑陶瓷刀具，其特征在于，所述α-Al₂O₃的平均粒徑為0.2-1μm；TiC的平均粒徑為0.5-1μm；TiB₂的平均粒徑為0.5-1μm；MgO的平均粒徑為0.5-2μm；h-BN@Al₂O₃的平均粒徑為0.1-0.5μm。

4.權利要求1-3任一項所述的具有自修復能力的自潤滑陶瓷刀具的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將α-Al₂O₃、TiC、TiB₂分別與揮發性分散介質混合，然后超聲分散并攪拌，制得α-Al₂O₃懸浮液，TiC懸浮液和TiB₂懸浮液，將這三種懸浮液混合，得復相懸浮液，備用；

(2)將分散劑溶解在揮發性溶劑中，然后加入步驟(1)所述的復相懸浮液，再加入MgO，超聲分散并攪拌，得到前驅體懸浮液，備用；

(3)將步驟(2)的前驅體懸浮液在保護氣氛中進行球磨，然后加入h-BN@Al₂O₃懸浮液繼續球磨，得球磨液；然后將該球磨液烘干，得混合粉料；

(4)將步驟(3)的混合粉料冷壓成形后在真空條件下進行熱壓燒結。

5.根據權利要求4所述的具有自修復能力的自潤滑陶瓷刀具的制備方法，其特征在于，步驟(1)、(2)中攪拌時間分別為10-20min和20-40min；

或者，步驟(2)中，所述分散劑為聚乙二醇6000、聚乙烯吡咯烷酮中的任意一種，其添加比例為α-Al₂O₃質量的1-5％。

6.根據權利要求4所述的具有自修復能力的自潤滑陶瓷刀具的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，按照球料重量比9-15:1加入球磨球進行球磨35-45h，繼續球磨的時間為3-7h；所述保護氣氛包括氮氣、氬氣等中的任意一種；優選地，所述球磨球的材質為硬質合金YG6或YG8；

或者，步驟(3)中，所述h-BN@Al₂O₃懸浮液的制備方法為：將h-BN@Al₂O₃粉體溶解在揮發性分散介質中，然后超聲分散并攪拌，即得；優選地，所述攪拌時間為5-15min；

或者，所述揮發性分散介質、揮發性溶劑均為無水乙醇。

7.根據權利要求4所述的具有自修復能力的自潤滑陶瓷刀具的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述烘干溫度為80-120℃，時間為12-24小時。

8.根據權利要求4-7任一項所述的具有自修復能力的自潤滑陶瓷刀具的制備方法，其特征在于，驟(4)中，所述熱壓燒結參數為：升溫速率10-20min/min，燒結溫度1550-1700℃，保溫時間5-20min，熱壓壓力25-35MPa。